LA THÉORIE mitochondriale du vieillissement s’appuie sur l’hypothèse que l’accumulation des mutations de l’ADN mitochondrial (ADNmt) somatique aboutit à un déclin des différentes fonctions tissulaires. Il est bien établi (chez les humains, les singes et les rongeurs) que les anomalies mitochondriales et la mutagenèse de l’ADNmt président à une dégénérescence tissulaire, à l’intolérance au stress et aux déficits énergétiques qui accompagnent le vieillissement. Enfin, un appauvrissement de la qualité et du contenu des mitochondries est aussi impliqué dans différentes pathologies associées à l’âge : cancer, obésité, maladies cardiovasculaires, HTA, diabète de type 2, ostéoporose et démence.
Par ailleurs, le mode de vie contemporain largement sédentaire associé à la consommation énergétique excessive sont tenus pour responsables de l’émergence de l’épidémie actuelle des maladies chroniques.
« Les études épidémiologiques ont donné des preuves indubitables que l’exercice d’endurance augmente la longévité et réduit le risque de maladies chroniques. L’exercice d’endurance est le plus puissant inducteur de la biogénèse mitochondriale sur le muscle squelettique ; il exerce aussi des effets métaboliques importants dans d’autres tissus : cœur, cerveau, tissu adipeux et foie. Ces adaptations ont pour résultat une meilleure santé tout au long de la vie, une réduction de la morbidité et de la mortalité et une meilleure qualité de vie. »
Réduction des anomalies mitochondriales.
L’étude de Mark Tarnopolsky et coll. (Hamilton, Canada), fait un lien entre l’exercice d’endurance et une réduction des anomalies mitochondriales. Un lien biologique qui est montré pour la première fois en utilisant un modèle de souris mutées, programmées génétiquement pour vieillir plus vite (désignées comme PolG), par suite d’une mutation sur l’ADNmt. Ces rongeurs connaissent un vieillissement accéléré et prématuré. Ils présentent un nombre important de mutations ponctuelles de l’ADNmt, de dysfonctionnements des mitochondries similaires à celles qui accompagnent le vieillissement humain.
Les résultats apportent une réponse positive à la question posée à l’initiative des auteurs : l’exercice d’endurance contrebalance la dégénérescence multi-systémique et les dysfonctions mitochondriales présentées par les souris PolG et atténuent leur vieillissement prématuré.
Dès l’âge de 6 mois, les souris sédentaires PolG présentent des signes de vieillissement accéléré (alopécie, grisonnement des poils, perte de poids, mauvais état général, réduction de la mobilité…)
Mais chez les souris PolG âgées de 8 mois, qui ont été soumises à l’exécution d’un exercice d’endurance depuis l’âge de 3 mois (5 mois d’entraînement, à raison de 15 m/min pendant 45 minutes, trois fois par semaine), ne développent pas ce phénotype de vieillissement prématuré ; on ne les distingue pas de leurs homologues non mutées.
Atténue le déclin de l’état général.
L’exercice d’endurance atténue aussi la perte de poids et le déclin de l’état général. Ces souris mutées entraînées expriment la même activité physique que les souris sauvages et des performances identiques, ce qui montre l’amélioration de leur fonction musculaire.
Par ailleurs, les scientifiques ont réalisé des évaluations biologiques supplémentaires sur ce modèle animal. Ils observent que l’entraînement d’endurance atténue la sarcopénie liée à l’âge, ainsi que l’atrophie cérébrale et la cardiomyopathie. Elles n’ont pas l’apparence cachectique liée à la lipodystrophie de leurs homologues PolG sédentaires, ni leur amincissement du derme. Leur exercice prévient par ailleurs l’atrophie gonadique, ainsi que l’anémie (problème clinique fréquent en clinique humaine du vieillissement).
Biologiquement, les auteurs rapportent des réductions de fréquences des mutations ponctuelles et des déplétions de l’ADNmt au niveau du cœur, du muscle squelettique et du foie. De même, chez les souris PolG exercées, les capacités oxydatives et la morphologie des mitochondries sont restaurés. La dysrégulation de l’apoptose systémique de ce modèle est réduite.
Au total, l’exercice d’endurance sur ce modèle du vieillissement réduit de manière très importante le phénotype du vieillissement et permet de récupérer une pathologie dégénérative multisystémique, en association avec une meilleure biogénèse mitochondriale.
Maintenant, il faudrait mener des études en faisant pratiquer un exercice d’endurance sur une durée plus prolongée, pour définir jusqu’à quel point l’effet de cette pratique d’activité physique permet de réduire les effets du vieillissement.
Proc Natl Acad Sci, en ligne le 18 février 2011 ; doi :10.1073/pnas.1019581108/-/DCSupplemental.
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